磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法技术

本发明专利技术公开了一种磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法，将磷石膏制浆，调节浆料pH，固液分离，滤渣煅烧，所得煅烧料加入到含乙二胺四乙酸盐的水溶液中加热浸出，固液分离，将滤液、纳米碳酸钙、表面活性剂和硫酸混合进行水热反应，降温后分层，即得硫酸钙晶须。本发明专利技术利用诱导晶种纳米碳酸钙产生二氧化碳，在表面活性剂的作用下，负载新生成且密度较低的乙二胺四乙酸上浮，实现硫酸钙、EDTA、硫酸盐溶液三者的高效分离。的高效分离。的高效分离。

【技术实现步骤摘要】
磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法


[0001]本专利技术属于磷化工中磷石膏处理
，具体涉及一种磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法。

技术介绍

[0002]磷石膏是磷化工企业采用湿法工艺生产磷酸排出的固体废渣，主要成分为二水硫酸钙，此外还含有未分解完的磷矿、有机质、二氧化硅、氟化物、磷酸根、硫酸、少量的金属(钾、钠、铁、铝)和重金属等杂质。通常情况下，采用湿法工艺生产1t磷酸会产生4.5～5.5.t磷石膏。绝大部分的磷石膏以建库堆存的方式进行处置，不但占用大量土地，同时由于磷石膏中的有害物质的渗漏转移更给周围环境带来了严重环境问题。磷石膏中含有丰富的钙、硫，又是宝贵的资源，改性后的磷石膏可用来替代日益紧张的天然石膏资源。因此，从环境保护和资源利用的角度，磷石膏废渣的处理与利用已迫在眉睫。
[0003]现有技术中，申请号为200410021766.4的中国专利公开了用磷石膏生产建筑装饰材料和墙体材料的方法，申请号为200410081601.6的中国专利公开了用磷石膏生产的型材及其制法，申请号为200410060727.5的中国专利公开了石灰在磷石膏无害化处理上的应用，申请号为200910272772.X的中国专利公开了将石灰与磷石膏按照质量比0.5
‑
1.5:100混合后，使得磷石膏中的有害成分转化，申请号为201110188922.6的中国专利公开了将磷石膏进行清洗、中和、脱水、煅烧、包装等步骤实现无害化处理；这些处理磷石膏的技术方案，投资高，实施比较困难，所得产品也仅能用于建筑材料。
[0004]硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体，又称石膏晶须，是一种针状白色纤维。硫酸钙晶须具有高强度、抗化学腐蚀、耐高温、韧性好、和橡胶等聚合物的亲和力强等优点，可广泛应用于橡胶、塑料、摩擦材料、涂料、油漆、造纸、催化、导电粉等新型材料领域。但目前国内外的生产方法不仅生产成本高、程序复杂，而且污染重，因此，利用工业废渣磷石膏制备石膏晶须，研究石膏晶须的廉价且简易的制备方法不仅环境友好，同时具有极好的社会经济效益。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提出了一种磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤：
[0007]S1：将磷石膏与水混合制浆，并加碱调节浆料pH，固液分离得到滤渣；
[0008]S2：所述滤渣经干燥和煅烧，得到煅烧料；
[0009]S3：将所述煅烧料加入到含乙二胺四乙酸盐的水溶液中，加热浸出，再固液分离，得到滤液；
[0010]S4：将所述滤液、纳米碳酸钙、表面活性剂和硫酸混合，进行水热反应；
[0011]S5：步骤S4所述水热反应后的物料经降温后分层，取底层固体即得所述硫酸钙晶须。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述磷石膏与水的质量比为1：(1
‑
2)。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述碱为氢氧化钠或氨水中的至少一种。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述浆料pH调节至7
‑
8。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述干燥采用气流干燥，控制进气温度为400
‑
450℃，出气温度为150
‑
180℃，进气速度为15
‑
20m/s，停留时间为5
‑
10s。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S2中，所述煅烧的过程为：鼓入热风，控制进气温度为600
‑
800℃，出气温度为400
‑
450℃，进气速度为15
‑
20m/s，停留时间为5
‑
10s。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述水溶液中乙二胺四乙酸盐的浓度为0.5
‑
1.0mol/L，所述煅烧料与水溶液的固液比为100
‑
180g/L。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述乙二胺四乙酸盐选自乙二胺四乙酸四钠。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述加热浸出的温度为80
‑
95℃。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述加热浸出在转速为100
‑
300r/min的搅拌下进行。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S3中，所述加热浸出的时间为4
‑
8h。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述纳米碳酸钙的加入量为15
‑
30g/L滤液。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述纳米碳酸钙的粒径为1
‑
100nm。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述表面活性剂的加入量为3
‑
8g/L滤液。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述表面活性剂为硫酸酯盐和/或磺酸盐。进一步地，所述硫酸酯盐选自脂肪醇硫酸盐、仲烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐或脂肪酸衍生物的硫酸酯盐中的至少一种；所述磺酸盐选自烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基磺酸盐、石油磺酸盐或木质素磺酸盐中的至少一种。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述硫酸的加入量为乙二胺四乙酸盐摩尔量的4.2
‑
4.5倍。
[0027]在本专利技术的一些实施方。式中，步骤S4中，所述水热反应的温度为120
‑
150℃。进一步地，所述水热反应的时间为3
‑
6h。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S4中，所述降温后的温度为20
‑
40℃。优选的，所述降温后的温度为20
‑
28℃。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S5中，所述分层共分为三层，上层为泡沫与乙二胺四乙酸固体的混合物，将上层的混合物固液分离得到乙二胺四乙酸，再将乙二胺四乙酸与碱混合配制成乙二胺四乙酸盐，回用于步骤S3中。进一步地，所述碱选自氢氧化钠。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S5中，还包括：将所述底层固体用水洗涤，在100
‑
120℃下干燥1
‑
2h，得所述硫酸钙晶须。
[0031]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0032]1、本专利技术首先通过碱液调浆中和磷石膏中的酸性物质，然后经干燥、煅烧脱水，同时使其中的金属杂质以难溶的氧化物形式存在，避免后续浸出过程引入杂质金属。部分反
应如下：
[0033]Fe
3+
+3OH
‑
→...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷石膏净化提纯制备硫酸钙晶须的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将磷石膏与水混合制浆，并加碱调节浆料pH，固液分离得到滤渣；S2：所述滤渣经干燥和煅烧，得到煅烧料；S3：将所述煅烧料加入到含乙二胺四乙酸盐的水溶液中，加热浸出，再固液分离，得到滤液；S4：将所述滤液、纳米碳酸钙、表面活性剂和硫酸混合，进行水热反应；S5：步骤S4所述水热反应后的物料经降温后分层，取底层固体即得所述硫酸钙晶须。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述浆料pH调节至7
‑
8。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述干燥采用气流干燥，控制进气温度为400
‑
450℃，出气温度为150
‑
180℃，进气速度为15
‑
20m/s，停留时间为5
‑
10s。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述煅烧的过程为：鼓入热风，控制进气温度为600
‑
800℃，出气温度为400
‑
450℃，进气速度为15

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，谢英豪，张学梅，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：